Sensori di movimento fatti in casa per accendere le luci
Il sensore di movimento può essere acquistato nel negozio. Ma se hai un po' di tempo libero, un po' di abilità e conoscenza, puoi fare tu stesso un sensore del genere. Questo vi farà risparmiare un po' di soldi e vi assicurerà un tempo piacevole di creatività tecnica.
Che tipo di sensore si può fare da soli
Ci sono diversi tipi di rilevatori di movimento, e ogni tipo può, in linea di principio, essere realizzato da soli. Ma i sensori a ultrasuoni e a radiofrequenza sono difficili da produrre e richiedono competenze e apparecchi speciali per la regolazione. Quindi i sensori capacitivi e a infrarossi sono più facili da produrre.
Strumenti e materiali
La costruzione di un rilevatore di movimento richiede
- saldatore e materiali di consumo;
- fili di collegamento;
- piccoli attrezzi idraulici;
- multimetro.
Avrete anche bisogno di una breadboard per realizzare il sensore. Ed è una buona idea avere un oscilloscopio per controllare le prestazioni del dispositivo basato sull'oscillatore RF.
Sensore capacitivo
Questi sensori rispondono ai cambiamenti di capacità elettrica. Su internet, a casa e persino nella documentazione tecnica, il termine fuorviante "sensore volumetrico" è spesso usato. Questa nozione è sorta a causa dell'errata associazione tra capacità geometrica e volume. Infatti, il sensore risponde alla capacità elettrica dello spazio. Il volume, come parametro geometrico, non gioca alcun ruolo qui.
Il sensore di movimento può essere facilmente realizzato a mano. Un semplice relè capacitivo può essere assemblato su un solo chip. Un trigger Schmitt K561TL1 è usato per costruire il sensore. L'antenna è un filo o un perno lungo alcune decine di centimetri, o un'altra struttura conduttiva di dimensioni simili (rete metallica, ecc.). Quando una persona si avvicina, la capacità tra il pin e il pavimento aumenta e la tensione sui pin 1,2 del chip aumenta. Quando la soglia viene raggiunta, il trigger "scatta", il transistor si apre attraverso l'elemento buffer D1/2 e fornisce energia al carico. Può essere un relè a bassa tensione.
Lo svantaggio di questi sensori rudimentali è la loro mancanza di sensibilità. Richiede che una persona sia a poche decine o anche a pochi centimetri dall'antenna perché funzioni. I circuiti con un generatore HF sono più sensibili, ma sono più complicati. Anche gli avvolgimenti possono essere un problema. Nella maggior parte dei casi questi devono essere fatti a mano.
Il vantaggio di questo circuito è la possibilità di utilizzare un trasformatore prefabbricato del ricevitore a transistor CT1-A. Fa parte di un circuito oscillatore (induttivo "a tre punti") sul transistor VT1. Usate il resistore R1 per regolare la profondità del feedback, ottenendo l'aspetto delle oscillazioni. Le oscillazioni nel generatore sono trasformate nell'avvolgimento III, raddrizzato dal diodo VD1. La tensione raddrizzata apre il transistor VT2, che fornisce un potenziale positivo all'elettrodo di controllo del tiristore. Il tiristore, quando si apre, eccita il relè K1, i cui contatti possono essere utilizzati per collegare l'allarme.
L'antenna è un pezzo di filo lungo circa 0,5 metri. Quando una persona si avvicina (ad una distanza di 1,5-2 metri) la capacità introdotta dal corpo della persona nel circuito dell'oscillatore disturba le oscillazioni. La tensione sull'avvolgimento III scomparirà, il transistor si chiuderà, il tiristore si spegnerà e il relè si disecciterà.
Montaggio del rivelatore
Un circuito stampato può essere fatto per assemblare il rivelatore. Per esempio, usando il metodo LUT. La tecnologia non è complicata ed è facile da padroneggiare. Ma se si tratta di un lavoro unico, non ha senso perdere tempo in esperimenti. La cosa migliore è usare una breadboard.
Si tratta di una scheda con fori metallizzati a passo standard, in cui possono essere saldati i componenti elettronici. Il collegamento al circuito si fa saldando i conduttori ai punti appropriati.
Si può anche usare una breadboard, ma l'affidabilità delle connessioni è molto più bassa. Questo metodo è meglio lasciato per sperimentare e affinare l'arte dei circuiti.
Controllo del corretto funzionamento dei componenti elettronici
Prima di tutto è necessario ispezionare le parti selezionate. Se non sono stati usati, non ci sono tracce di saldatura e nessun danno meccanico, allora non ha molto senso fare ulteriori test. C'è il 99% di possibilità che i componenti non siano danneggiati.. Se questo non è il caso, è una buona idea controllare i componenti:
- i resistori sono testati con un multimetro - dovrebbe mostrare la resistenza nominale (tenendo conto della classe di precisione del resistore);
- I componenti dell'avvolgimento devono essere testati per assicurarsi che non siano interrotti;
- I condensatori di piccola capacità possono essere controllati con un tester solo per l'assenza di corto circuito;
- I condensatori ad alta capacità possono essere controllati con un multimetro a freccia in modalità test di resistenza - la freccia dovrebbe sobbalzare verso destra e poi tornare lentamente a zero (verso sinistra);
- I diodi possono essere controllati con un tester nella modalità di controllo dei diodi - in una posizione la resistenza dovrebbe essere infinita, nell'altra posizione il multimetro mostrerà qualche valore (a seconda del tipo di diodo);
- I transistor bipolari sono controllati nello stesso modo di due diodi - tra base e collettore e tra base ed emettitore.
Importante! I transistor a effetto campo con giunzione p-n (KP305 ecc.) sono testati allo stesso modo (gate-source, gate-stock), ma tra il drain e il source il multimetro mostrerà una certa resistenza (per i bipolari - infinito).
I microcircuiti non possono essere controllati con un multimetro.
Marcatura e taglio della tavola
Poi è necessario disporre tutti i componenti sulla scheda per ottimizzare le connessioni future. Per fare questo, metteteli in un angolo o vicino a un lato. Poi disegnare le linee, rimuovere gli elementi e tagliare l'eccesso. Non è necessario farlo, ma la scheda occuperà più spazio e richiederà un involucro più grande (che sarà necessario se il rilevatore deve essere installato all'esterno).
I bordi della tavola dovranno essere limati. Questo non influisce sulle prestazioni, ma ha un aspetto migliore.
Poi le parti vengono reinserite, saldate nei fori e collegate con i fili secondo lo schema.
Il video mostra come fare un sensore di movimento per accendere una luce da un modulo arduino.
Sensore a infrarossi e arduino
È possibile fare un buon sensore di movimento sulla piattaforma Arduino. Il "costruttore" elettronico comprende il modulo sensore PIR HC-SR501. Include un rilevatore a infrarossi che reagisce a distanza ai cambiamenti di temperatura, con un controller.
Il modulo è completamente compatibile con la scheda principale e si collega ad essa con tre fili.
| Uscita modulo IR | GND | VCC | FUORI |
| Uscita della scheda Arduino Uno | GND | +5 V | 2 |
Per far funzionare il sistema, è necessario caricare il seguente sketch in Arduino:
Prima si impostano le costanti che determinano l'assegnazione dei pin della scheda principale:
const int IRPin=2
La costante IRPin rappresenta il numero di pin per l'ingresso dal sensore, gli viene assegnato il valore 2.
const int OUTpin=3
La costante OUTpin indica il numero di pin per l'uscita al relè esecutivo, gli viene assegnato il valore 3.
La sezione void setup() è impostata:
- Serial.begin(9600) - velocità di comunicazione con il computer;
- pinMode(IRPin, INPUT) - il pin 2 è assegnato come ingresso;
- pinMode(OUTpin, OUTPUT) - il pin 3 è assegnato come uscita.
Nella sezione del ciclo del vuoto, la costante val viene assegnata al valore di ingresso dal sensore (zero o uno). Poi, a seconda del valore della costante, sull'uscita 3 appare un livello alto o basso.
Controllo funzionale e impostazione del sensore
Prima di accendere il sensore assemblato per la prima volta, l'assemblaggio deve essere accuratamente controllato. Se non si trovano guasti, la tensione può essere applicata. Entro pochi secondi dall'accensione, controllate che non ci sia surriscaldamento locale o fumo. Se il "test dello smog" viene superato, i sensori possono essere controllati per il corretto funzionamento. I trigger Schmitt e i sensori Arduino non richiedono alcuna regolazione. Bisogna solo simulare la presenza dell'oggetto vicino al sensore (alzare una mano) e controllare il cambiamento del segnale all'uscita. Il rivelatore basato sul generatore HF richiede l'impostazione del momento di inizio dell'oscillazione con il potenziometro P1. L'inizio delle oscillazioni può essere controllato con un oscilloscopio o con un clic di un relè.
Collegare un carico
Se il sensore è funzionale, un carico può essere collegato ad esso. Questo può essere l'ingresso di un altro dispositivo elettronico (un cicalino), ma spesso il rilevatore è richiesto per controllare l'illuminazione. Il problema è che la capacità di carico dell'uscita del sensore casalingo non permette di collegare direttamente nemmeno le luci a bassa potenza. Pertanto un interruttore intermedio sotto forma di relè è assolutamente necessario.
Prima di collegare lo starter, bisogna assicurarsi che i contatti del relè di uscita del sensore possano commutare una tensione di 220 volt. Altrimenti sarà necessario installare un relè aggiuntivo.
L'uscita di Arduino è così a bassa potenza che non può pilotare direttamente un relè o uno starter. Avrete bisogno di un relè aggiuntivo con un interruttore a transistor.
Se tutte le fasi di montaggio e regolazione hanno avuto successo, è possibile installare il sensore in modo permanente, effettuare il collegamento finale e godere di un'automazione chiaramente funzionante.
